9、紫外发光二极管的MOCVD生长与效率提升

紫外发光二极管的MOCVD生长与效率提升

1. 引言

紫外发光二极管（UV - LEDs）在多个领域展现出了巨大的应用潜力，包括与荧光粉结合用于白光LED、防伪检测、空气和水净化、生物危害检测、生物医学仪器等。1998年，基于宽带隙半导体的UV - LED器件全球市场价值仅为33万美元，预计到2003年将以79%的平均增长率增长至超过420万美元。

目前市场上占主导地位的是玻璃管内含有低压气体的设备，其应用主要局限于酒店厨房和超市等固定的主电压供电设施。然而，最大的潜在市场是白光LED，市场规模可达数十亿美元。当前的白光LED基于蓝色LED和黄色YAG荧光粉，而UV - LED由于具有更高的光转换效率，似乎更适合用于白光LED，这也是白光LED在通用照明市场进一步渗透的关键因素之一。此外，紧凑、坚固、毫瓦级的深紫外光源的开发将对荧光生物试剂检测、水净化、杀菌和去污、非视距通信和薄膜固化等商业应用产生重大影响。

尽管UV - LED具有众多应用和潜力，但尚未取得实质性的商业成功。日亚化学在20世纪90年代中期就展示了此类组件的示例，并在公开市场上提供了有限的产品，但其他制造商却寥寥无几。这主要归因于UV - LED的低效率、短寿命和高商业化成本，因此需要开展大量关于高效UV - LED的研究。

2. InGaN、AlInGaN、AlGaN材料体系问题

2.1 InGaN

基于荧光粉的白光LED照明主要采用近紫外（380 - 410 nm）泵浦LED与RGB荧光粉混合，以在可见光范围内产生宽光谱输出。从显色指数（CRI）和颜色稳定性来看，这可能是最佳的白光照明源，并且也具有较高的效率。此外，它在将相关色温（CCT）设